1. 小明用托盘天平和量筒测量一块实心复合材料的密度($\rho_{材料}＜\rho_{水}$)。

(1)小明用调节好的天平测复合材料的质量,右盘中所加砝码和游码在标尺上的位置如图甲所示,则所测复合材料的质量为g。
(2)因复合材料的密度比水小,小明在该材料下方悬挂了一个铁块,按照如图乙所示的①②③顺序进行实验,其中①中加的水应适量,“适量”的含义是。
(3)由图乙可知,该材料的体积是$\mathrm{cm}^3$,则这种材料的密度是$\mathrm{kg/m}^3$。
(4)分析以上步骤,你认为小明在测体积时的操作顺序会引起密度测量值比真实值偏(选填“大”或“小”);要减小测量体积时的误差,实验的操作顺序应为(填图乙中的序号)。

1.(1)16.4
(2)既要浸没被测物体,又要浸没后量筒中的水不超过量筒的最大刻度线
(3)20 0.82×10³
(4)小 ①③②

【分析】
本题为测量固体密度的实验题，需结合天平、量筒的使用规则，密度公式及误差分析方法解题：
(1) 天平读数规则为“砝码总质量+游码对应刻度”，需先明确游码标尺的分度值，再计算物体质量；
(2) 量筒中“适量水”的含义需保证被测物体能完全浸没，且放入后液面不超量筒量程，确保体积测量准确；
(3) 密度小于水的固体用悬挂法测体积，体积为“材料+铁块浸没的量筒示数”减“铁块单独浸没的量筒示数”，再代入密度公式计算，注意单位换算；
(4) 分析操作顺序对体积测量的影响，进而判断密度误差，调整操作顺序减小误差。
【解析】
(1) 天平砝码总质量为$10\ \mathrm{g}+5\ \mathrm{g}=15\ \mathrm{g}$，游码标尺分度值为$0.2\ \mathrm{g}$，游码对应刻度为$1.4\ \mathrm{g}$，故复合材料质量$m=15\ \mathrm{g}+1.4\ \mathrm{g}=16.4\ \mathrm{g}$；
(2) “适量”的含义是：既要让被测物体（铁块和复合材料）完全浸没，又要保证放入物体后量筒内的液面不超过量筒的最大刻度线，避免读数错误或损坏量筒；
(3) 由图乙可知，②中量筒示数为$60\ \mathrm{mL}$，③中量筒示数为$40\ \mathrm{mL}$，则复合材料体积$V=60\ \mathrm{mL}-40\ \mathrm{mL}=20\ \mathrm{mL}=20\ \mathrm{cm}^3$；密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{16.4\ \mathrm{g}}{20\ \mathrm{cm}^3}=0.82\ \mathrm{g/cm}^3=0.82×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$；
(4) 按①②③顺序操作时，取出复合材料时会带出水，导致量筒③中液面下降，测得的铁块体积偏小，计算出的复合材料体积偏大，根据$\rho=\frac{m}{V}$，体积偏大则密度测量值偏小；为减小误差，应先测铁块单独浸没的体积，再测复合材料和铁块的总体积，操作顺序为①③②。
【答案】
(1)$16.4$；(2)既要浸没被测物体，又要浸没后量筒中的水不超过量筒的最大刻度线；(3)$20$；$0.82×10^3$；(4)小；①③②
【知识点】
测量固体密度、天平使用、量筒使用、密度计算
【点评】
本题考查密度测量的实验操作，核心是掌握悬挂法测密度小于水的固体体积的方法，以及实验顺序对误差的影响，需熟练应用天平、量筒读数规则和密度公式，属于中等难度的实验题。
【难度系数】
0.5

2. 小云同学利用托盘天平、溢水杯、小烧杯等器材测量石块的密度。实验步骤如下：

(1)小云将石块放入调节好的天平左盘，在右盘内增、减砝码，并调节游码，天平平衡后，右盘中所放砝码及游码在标尺上的位置如图甲所示，则石块的质量为g，接着他又测出了小烧杯的质量为100 g。
(2)将适量的水倒入溢水杯中，让水面与溢水口相平，再将石块轻轻放入溢水杯中，浸没在水中后的石块所排开的水全部盛于小烧杯中，如图乙所示。用天平测得此时小烧杯和水的质量为127 g，则石块的体积为cm³，计算可得石块的密度为g/cm³。($\rho_{水}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$)

2.(1)81
(2)27 3

【分析】
要解决这道题，需分三步思考：1. 依据天平的读数规则（砝码总质量+游码示数）计算石块的质量；2. 石块浸没在溢水杯中时，排开水的体积等于石块体积，先算出排开水的质量，再结合水的密度求出排开水的体积，即石块体积；3. 利用密度公式ρ=m/V计算石块的密度。
【解析】
(1) 天平测量物体质量时，总质量为砝码质量与游码示数之和。由图甲可知，砝码总质量为50g+20g+10g=80g，游码示数为1g，因此石块的质量m=80g+1g=81g。
(2) 排开水的质量m排=小烧杯和水的总质量 - 空小烧杯质量=127g -100g=27g。因为石块浸没在水中，所以石块体积等于排开水的体积，根据ρ=m/V，石块体积V=V排=m排/ρ水=27g /1g/cm³=27cm³。石块的密度ρ=m/V=81g /27cm³=3g/cm³。
【答案】
(1)81；(2)27；3
【知识点】
天平的使用、密度计算、排水法测体积
【点评】
本题是利用排水法测量固体密度的基础实验题，结合天平读数和密度公式进行计算，考察学生对密度测量实验的基本操作和公式应用能力，属于常规基础题型。
【难度系数】
0.7

3.某兴趣小组测量一种易溶于水且形状不规则的固体颗粒物的密度，测量的部分方法和结果如图所示。

(1)该实验原理是。
(2)用调节好的天平测量适量固体颗粒物的质量:将固体颗粒物放在天平左盘内,增、减右盘的砝码,调节使横梁重新平衡,此时砝码质量和游码在标尺上的位置如图甲所示。
(3)因固体颗粒物易溶于水,兴趣小组同学采用如图乙所示的方法测量体积,可得固体颗粒物的体积是 $\mathrm{cm}^3$,则该物质的密度是 $\mathrm{kg/m}^3$。
(4)在C步骤操作中,若摇动不够充分,细沙未充满颗粒的空隙,则测出的值比实际密度偏(选填“大”或“小”)。
(5)在C步骤操作中,若因细沙较少,全部倒入并反复摇动后,没有完全覆盖颗粒,则测出的值比实际密度偏(选填“大”或“小”)。

3.(1)$\rho=\frac{m}{V}$
(2)游码
(3)70 2.4×10³
(4)小
(5)小

【分析】
本题是测量易溶于水的固体颗粒物的密度，核心思路是利用密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，结合天平测质量、排沙法测体积来计算密度。需掌握天平的使用方法、排沙法的原理，以及误差分析的逻辑：天平测质量时，加减砝码后需调游码平衡；排沙法中，颗粒体积为细沙与颗粒摇匀后的总体积减去细沙体积；误差分析需根据密度公式，判断体积测量值的变化对密度的影响。
【解析】
(1) 测量密度的实验原理是密度公式：$\rho=\frac{m}{V}$。
(2) 用天平测量质量时，加减砝码后，需调节游码使横梁重新平衡。
(3) 固体颗粒物的质量：砝码总质量为$100\mathrm{g}+50\mathrm{g}+10\mathrm{g}+5\mathrm{g}=165\mathrm{g}$，游码示数为$3\mathrm{g}$，故总质量$m=165\mathrm{g}+3\mathrm{g}=168\mathrm{g}$；
细沙体积$V_{\mathrm{沙}}=100\mathrm{mL}$，细沙与颗粒摇匀后的总体积$V_{\mathrm{总}}=170\mathrm{mL}$，则颗粒体积$V=V_{\mathrm{总}}-V_{\mathrm{沙}}=170\mathrm{mL}-100\mathrm{mL}=70\mathrm{mL}=70\mathrm{cm}^3$；
密度$\rho=\frac{m}{V}=\frac{168\mathrm{g}}{70\mathrm{cm}^3}=2.4\mathrm{g/cm}^3=2.4×10^3\mathrm{kg/m}^3$。
(4) 若摇动不够充分，细沙未充满颗粒空隙，会导致总体积读数偏大，体积测量值偏大，由$\rho=\frac{m}{V}$，质量$m$不变，体积$V$偏大，故测出的密度比实际值偏小。
(5) 若细沙较少，未完全覆盖颗粒，会导致总体积读数偏小，体积测量值偏小，由$\rho=\frac{m}{V}$，质量$m$不变，体积$V$偏小，故测出的密度比实际值偏小。
【答案】
(1) $\rho=\frac{m}{V}$
(2) 游码
(3) $70$；$2.4×10^3$
(4) 小
(5) 小
【知识点】
密度的测量、天平的使用、排沙法测体积
【点评】
本题考查密度测量的特殊方法（排沙法），需掌握天平的操作、密度公式的应用，以及误差分析，是初中物理密度测量的典型拓展题型，注重实验方法的理解与应用。
【难度系数】
0.5